Raspberry Pi 5 : prise en charge du décodage HEVC uniquement, sans encodage vidéo matériel
(raspberrypi.com)- Le Raspberry Pi 5 a été annoncé pour une sortie prévue fin octobre 2023, avec des prix de 60 $ pour le modèle 4 Go et 80 $ pour le modèle 8 Go, et met en avant des performances plus de deux fois supérieures à celles du Raspberry Pi 4
- La nouvelle carte renouvelle l’ensemble de la plateforme avec un CPU Cortex-A76, un GPU VideoCore VII, une double sortie HDMI 4Kp60, PCIe 2.0 x1, Wi‑Fi, Bluetooth, USB 3.0/2.0, etc.
- La plus grande limite côté multimédia est l’absence d’encodeur vidéo matériel ; l’accélération vidéo matérielle réelle se limite au décodage H.265/HEVC en 4Kp60
- Raspberry Pi explique que l’encodage logiciel permet un contrôle plus fin de la qualité et du bitrate, et que l’encodage 1080p60 par défaut ne nécessite qu’environ un processeur
- Les utilisateurs qui comptaient sur l’encodage temps réel pour du streaming caméra, des drones ou des transmissions à faible latence devront réévaluer le coût en énergie, en latence et en occupation CPU
Calendrier de lancement et prix
- Le Raspberry Pi 5 a été annoncé pour une sortie prévue fin octobre 2023 ; les prix sont de 60 $ pour le modèle 4 Go et de 80 $ pour le modèle 8 Go, hors taxes locales
- Le produit a été présenté avant son arrivée en magasin ; il peut être précommandé auprès des partenaires Approved Reseller, et les premiers lots devraient être expédiés d’ici fin octobre
- Raspberry Pi indique avoir réservé, au moins jusqu’à la fin de l’année, l’ensemble des Raspberry Pi 5 vendus à des ventes unitaires destinées aux particuliers
- Les abonnés aux éditions imprimées de The MagPi et HackSpace reçoivent un code à usage unique pour un accès prioritaire au matériel Raspberry Pi 5
- Les informations sur le Raspberry Pi 5 continueront d’être publiées sur raspberrypi.com/5
Principales caractéristiques matérielles
- Le CPU est un Arm Cortex-A76 quad-core 64 bits à 2,4 GHz, basé sur le Broadcom BCM2712, avec 512 Ko de cache L2 par core et 2 Mo de cache L3 partagé
- Le GPU est le Broadcom VideoCore VII, développé à Cambridge, avec prise en charge d’OpenGL ES 3.1 et de Vulkan 1.2
- Les fonctions d’affichage et multimédia incluent :
- double sortie d’affichage HDMI 4Kp60
- décodeur HEVC 4Kp60
- nouveau pipeline de capteur d’image développé par Raspberry Pi
- Les I/O et l’extension sont élargies par rapport au Raspberry Pi 4
- 2 ports USB 3.0, avec prise en charge d’un fonctionnement simultané à 5 Gbit/s
- 2 ports USB 2.0
- Gigabit Ethernet
- interface PCIe 2.0 x1 pour périphériques rapides
- 2 émetteurs-récepteurs MIPI caméra/écran à 4 voies
- connecteur GPIO 40 broches standard Raspberry Pi
- horloge temps réel
- bouton d’alimentation
- La mémoire repose sur un sous-système SDRAM LPDDR4X 32 bits, fonctionnant à 4267 MT/s, contre 2000 MT/s effectifs sur le Raspberry Pi 4
Trois nouvelles puces et évolution de l’architecture
- Le Raspberry Pi 5 intègre trois nouvelles puces conçues pour ce programme produit
- Le BCM2712 est le nouveau processeur applicatif 16 nm de Broadcom ; dérivé du BCM2711 AP 28 nm du Raspberry Pi 4, il apporte plusieurs améliorations architecturales
- Le Cortex-A76 est une microarchitecture trois générations plus récente que le Cortex-A72
- Il offre un IPC plus élevé et une énergie par instruction plus faible
- Le Raspberry Pi 5 utilise une architecture chiplet désagrégée au lieu de l’architecture AP monolithique des générations précédentes
- L’AP gère les principales fonctions numériques à haut débit, l’interface de carte SD, la SDRAM, le HDMI et le PCI Express
- Les autres fonctions d’I/O sont déchargées vers un contrôleur I/O séparé et reliées à l’AP via PCI Express
- RP1 est le contrôleur I/O du Raspberry Pi 5 ; il a été conçu par l’équipe Raspberry Pi à l’origine du microcontrôleur RP2040 et implémenté sur le procédé TSMC 40LP
- 2 interfaces USB 3.0
- 2 interfaces USB 2.0
- contrôleur Gigabit Ethernet
- 2 émetteurs-récepteurs MIPI à quatre voies
- sortie vidéo analogique
- GPIO 3,3 V
- UART, SPI, I2C, I2S, PWM
- Le RP1 établit avec le BCM2712 un lien à 16 Gbit/s via une interface PCI Express 2.0 à quatre voies
- Le RP1 est en développement depuis 2016 ; son coût est de 15 million $, et il est présenté comme le programme le plus long, le plus complexe et le plus coûteux jamais mené par Raspberry Pi
- La troisième nouvelle puce est le PMIC Renesas DA9091 “Gilmour”
- Il intègre 8 alimentations à découpage
- Il comprend une alimentation cœur quad-phase de 20 A capable d’alimenter les cores Cortex-A76 du BCM2712 et d’autres logiques numériques
- Il fournit les fonctions RTC et bouton d’alimentation de type PC
Contraintes de décodage et d’encodage vidéo
- Dans les questions-réponses des commentaires, Raspberry Pi a corrigé que la seule véritable fonction vidéo matérielle du Raspberry Pi 5 est le décodage H.265/HEVC 4Kp60
- Le Raspberry Pi 5 ne dispose d’aucun encodeur vidéo matériel
- Le H.264 est traité en logiciel
- Aucun encodeur matériel HEVC n’est fourni non plus
- Gordon Hollingworth estime que l’encodage matériel des Raspberry Pi 1, 2, 3 et 4 offrait une qualité relativement faible par rapport au bitrate
- L’encodage par le processeur permet à l’utilisateur de choisir plus précisément l’équilibre entre qualité et bitrate, mais augmente d’autant la consommation électrique
- Selon Raspberry Pi, avec les réglages par défaut, l’encodage 1080p60 ne nécessite qu’environ un processeur et offre une meilleure qualité que l’encodeur matériel du Raspberry Pi 4
- Avec des réglages appropriés, l’encodage 4K peut aussi atteindre environ 24 fps, mais cette voie n’a pas encore été optimisée
- À long terme, il faudra « faire quelque chose », mais Raspberry Pi explique que sur le Raspberry Pi 5, un encodeur matériel aurait été “mm² too far” du point de vue de la surface de silicium
- Un commentaire de Liz Upton indique que l’AV1 peut être décodé, mais pas en 4K ; le 1080p devrait être possible
Agencement de la carte et changements de connecteurs
- Le Raspberry Pi 5 conserve une empreinte au format carte de crédit, mais certains emplacements ont changé pour s’adapter aux fonctions du nouveau chipset
- Le jack vidéo composite quatre pôles et audio analogique a été supprimé
- La vidéo composite est générée par le RP1 et reste disponible sur une paire de pads espacés de 0,1 pouce au bord inférieur de la carte
- Deux connecteurs FPC occupent l’espace où se trouvaient auparavant le jack quatre pôles et le connecteur caméra
- Les deux interfaces MIPI étant des émetteurs-récepteurs bidirectionnels, chacune peut être connectée à une caméra CSI-2 ou à un écran DSI
- À l’emplacement de l’ancien connecteur d’écran, sur le côté gauche de la carte, se trouve un connecteur FPC plus petit pour une liaison PCI Express 2.0 single lane
- Le jack Gigabit Ethernet revient à son emplacement traditionnel en bas à droite de la carte
- Le connecteur PoE quatre broches a également été déplacé, ce qui le rend incompatible avec les HAT PoE et PoE+ existants
- Deux trous de montage pour dissipateur thermique et les connecteurs JST suivants ont été ajoutés
- 2 broches pour la batterie RTC
- 3 broches pour le debug Arm et l’UART
- 4 broches pour un ventilateur avec contrôle PWM et retour tachymétrique
Alimentation, refroidissement et accessoires
- Le Raspberry Pi 5 est conçu pour traiter des workloads client courants même sans boîtier ni refroidissement actif
- Pour une utilisation sous forte charge soutenue sans boîtier et sans throttling, il est possible d’ajouter l’Active Cooler à 5 $
- Le boîtier mis à jour pour le Raspberry Pi 5 coûte 10 $ et intègre un ventilateur allant jusqu’à 2,79 CFM
- Le ventilateur se connecte au connecteur JST quatre broches et fournit un refroidissement contrôlé par la température
- Le ventilateur du boîtier utilise un roulement hydrodynamique
- Le boîtier comme l’Active Cooler peuvent maintenir le Raspberry Pi 5 nettement en dessous du point de thermal throttling à température ambiante courante et sous charge worst-case
- À workload identique, le Raspberry Pi 5 consomme beaucoup moins d’énergie que le Raspberry Pi 4 et fonctionne à une température plus basse
- Sous les workloads les plus lourds, en particulier les workloads de type “power virus”, la consommation de pointe peut monter jusqu’à environ 12 W, contre 8 W pour le Raspberry Pi 4
- Avec un adaptateur USB-C standard 5 V 3 A, 15 W, le courant USB downstream est limité par défaut à 600 mA
- Pour offrir à la fois des périphériques plus gourmands et une marge sur les workloads de pointe, un adaptateur secteur USB-C à 12 $ est proposé
- Il prend en charge un mode de fonctionnement 5 V 5 A, 25 W
- Lorsque le firmware détecte cette alimentation, il relève la limite de courant USB à 1,6 A
- Il fournit 5 W supplémentaires aux périphériques USB downstream et 5 W supplémentaires au budget d’alimentation on-board
M.2, PoE+, câbles caméra et écran
- Le Raspberry Pi 5 ajoute une interface PCI Express 2.0 single-lane pour périphériques rapides
- À partir de début 2024, Raspberry Pi prévoit de proposer deux cartes adaptatrices mécaniques convertissant le connecteur FPC PCIe vers une partie du standard M.2
- Le premier adaptateur M.2 respecte le form factor HAT standard et sert à monter des périphériques plus grands
- Le second adaptateur M.2 partage un form factor en L et permet d’installer des périphériques aux formats 2230 et 2242 à l’intérieur du boîtier du Raspberry Pi 5
- Le nouveau HAT PoE+ sera disponible à partir de début 2024
- Il prend en charge le nouvel emplacement du header PoE quatre broches
- Il utilise un form factor en L pouvant tenir dans le boîtier du Raspberry Pi 5
- Les images publiées montrent un prototype ; la version de production sera différente
- En raison du nouveau pinout des connecteurs MIPI à plus haute densité, un adaptateur est nécessaire pour connecter les caméras/écrans Raspberry Pi existants et les produits tiers
- Raspberry Pi proposera des câbles FPC caméra/écran convertissant le format mini vers le format standard
- Longueurs 200 mm, 300 mm et 500 mm
- Prix respectifs : 1 $, 2 $ et 3 $
Raspberry Pi OS et compatibilité
- Le nouveau Raspberry Pi OS est basé sur Bookworm, la dernière release de Debian et Raspbian
- Sur Raspberry Pi 4 et 5, il passe de X11 au compositeur Wayfire Wayland
- Raspberry Pi OS est prévu pour mi-octobre et devient le seul OS first-party pris en charge sur Raspberry Pi 5
- Le Raspberry Pi 5 doit exécuter Bookworm ; aux questions sur l’exécution de Bullseye ou Buster, la réponse indique que Bookworm est nécessaire
- À la question de savoir si l’image Bookworm 32 bits prend en charge le Pi 5, la réponse indique que l’image Bookworm 32 bits ne prend pas en charge le Pi 5
- OMXplayer ne pouvant pas fonctionner sur Pi 5, il devient important de faire fonctionner des alternatives comme VLC, FFMPEG, etc.
- Pour passer de Bullseye à Bookworm, une installation propre est nécessaire ; Raspberry Pi explique qu’il y a moins de risque d’erreurs en transférant les personnalisations utilisateur plutôt qu’en mettant à niveau une image existante sur place
Points soulevés dans les commentaires
- Les inquiétudes sur l’approvisionnement et les prix sont revenues plusieurs fois ; Raspberry Pi a répondu que les stocks de lancement se trouvent chez les Authorised Reseller locaux et que les prix conseillés s’entendent hors taxes locales
- Liz Upton a répondu que le Raspberry Pi 4 ne serait pas abandonné au moins jusque dans les années 2030
- L’usage du micro-HDMI a suscité des critiques ; Raspberry Pi explique que, compte tenu de l’espace sur la carte, l’emplacement d’une seule prise HDMI pleine taille permet de loger deux micro-HDMI, le logo HDMI et la nouvelle prise UART
- Le port d’alimentation USB-C dispose de la même capacité d’interface dwc-otg que le Pi 4 et prend en charge le mode gadget, selon une réponse
- À la question de savoir si le port USB-C prend en charge l’USB3 host, la réponse est non
- Le Raspberry Pi 5 ne dispose pas d’une implémentation de sécurité TrustZone complète, ce qui rend de fait impossible une certification Widevine complète
- Le Wake-on-LAN via Ethernet ne sera probablement pas possible ; une réponse indique que le matériel ne le facilite pas et qu’il est également peu probable qu’un contournement logiciel via le RP1 soit implémenté
- Le RP1 dispose de PIO, mais pas exactement identique au PIO du RP2040 ; au lancement, il n’existe pas de support logiciel exposant cette fonction
- Les questions sur de futurs produits comme Compute Module 5, Raspberry Pi 500, un modèle 16 Go ou un produit RP1 autonome n’ont pas donné lieu à une annonce claire
1 commentaires
Avis de Hacker News
Plutôt que de continuer à fabriquer de nouveaux Pi plus rapides et plus chers, j’aimerais qu’ils se concentrent sur le fait de rendre les Pi existants moins chers et plus faciles à trouver
J’ai une bonne dizaine de RPi, mais aucun n’est branché à un écran. Je n’ai pas besoin de deux ports HDMI 4K ; j’aimerais avoir un Pi à 20 dollars largement disponible en stock. On dirait qu’ils ont oublié à quoi le RPi était destiné au départ
Étendre la plage de performances et permettre de le brancher à un écran semblent aussi être des étapes pertinentes pour cet objectif. Un ordinateur polyvalent s’utilise différemment selon les personnes ; dire qu’« ils ont oublié à quoi le RPi était destiné au départ » peut donc non seulement être ignorant, mais aussi blessant. Tes envies et l’orientation produit de l’entreprise peuvent ne pas être parallèles, mais il faut aussi avoir l’empathie de reconnaître que tu n’es pas le seul protagoniste sur cette scène
https://www.microcenter.com/product/486575/Zero_W
D’autres cas d’usage étaient aussi pénibles sur le Pi 4, et les concurrents à base de RK3588 semblent assez séduisants. L’idée, c’est que ton cas d’usage et le mien sont différents. J’aimerais qu’ils continuent à viser à la fois de meilleures performances et un bon rapport coût-efficacité
Du coup, il me semble qu’il existe déjà un Pi largement disponible à moins de 20 dollars
La phrase « il faudra faire quelque chose à l’avenir, mais pour le Pi 5, nous estimons que même 1 mm² est trop pour l’encodage matériel » sonne, en langage corporate, comme « Broadcom a décidé de ne plus nous laisser utiliser des cœurs IP vidéo à bas coût ou gratuitement »
L’argument de la surface de die se comprend pour expliquer l’absence d’encodage AV1/HEVC, mais il n’explique pas pourquoi H.264 a disparu. L’explication selon laquelle le CPU est désormais assez puissant pour encoder du H.264 avec une meilleure qualité et une meilleure fréquence d’images que l’ancien encodeur matériel est plus convaincante, mais pour ceux qui ont besoin de basse consommation ou de garder le CPU pour autre chose, cela reste un recul. Au final, d’autres facteurs comme les licences ont probablement guidé la décision, et cette explication ressemble à une justification a posteriori
Broadcom a toujours été, au mieux, indifférent envers la communauté open source, et au pire hostile
Si c’est le cas, cela signifie que Raspberry Pi a une culture d’organisation qui consiste à ne pas simplement dire les choses honnêtement, mais à mentir ouvertement. Cette déclaration ne vient pas d’Eben Upton, mais je l’ai déjà vu plusieurs fois éviter la vérité ou tout simplement mentir. Éviter de marcher sur les pieds d’un partenaire, ou éviter un effet Osborne en donnant l’impression qu’un successeur est proche, ce n’est pas la même chose qu’une malhonnêteté flagrante. Très décevant
La phrase de Gordon Hollingworth, « il faudra faire quelque chose à l’avenir, mais pour le Pi 5, nous estimons que même 1 mm² est trop pour l’encodage matériel », paraît plausible si l’on tient compte d’un CPU rapide et de choix d’encodage avec accélération matérielle assez ambigus
Ce « quelque chose » pourrait consister à supprimer complètement l’encodage et le décodage accélérés matériellement et à utiliser le silicium libéré pour un CPU plus puissant, par exemple avec des unités vectorielles plus grandes, davantage de cœurs, ou quelque chose comme Cortex X. Ou bien ils pourraient intégrer un encodeur matériel pour un codec courant et relativement lourd, ainsi que des décodeurs pour ce codec et quelques autres. Il y a aussi l’approche consistant à ne mettre qu’un décodeur, comme sur le Pi 5, ou à intégrer un fabric de calcul flexible configurable pour prendre en charge les tâches lourdes des codecs vidéo populaires. À cela s’ajoute l’option de passer à un procédé de gravure plus récent afin d’augmenter l’efficacité ou le budget en transistors. Quelle que soit la voie choisie, personnellement, je trouve le décodage accéléré matériellement bien plus utile que l’encodage
Je comprends dans une certaine mesure, mais c’est quand même dommage. Tous les appareils de lecture ne prennent pas en charge HEVC, et HEVC risque de rester plus longtemps soumis aux brevets que des codecs comme H.264
J’aurais aimé qu’il y ait au moins un format ouvert accéléré matériellement en plus. AV1 est peut-être encore un peu prématuré, mais par exemple VP9 est utilisable sur les appareils iOS et Android récents. Je me demande aussi dans quelle mesure les coûts de licence ont pesé. Les anciens RPi avaient justement, pour cette raison, des codecs déverrouillables par logiciel
Si le décodage matériel AV1 a mis autant de temps à arriver, cela semble plutôt dû au manque d’enthousiasme des fabricants de matériel à le prendre en charge. HEVC et VVC bénéficient de davantage de support matériel
Il existe vraiment beaucoup de cartes dérivées du Pi, avec une gamme de configurations assez large. J’ai toujours vu le Pi comme le produit de référence grand public
Le Pi 4B était déjà assez impressionnant, même si j’aurais aimé qu’il soit plus largement disponible. Par exemple, il y a le Banana PI M5 : https://www.banana-pi.org/, l’Odroid C4 : https://wiki.odroid.com/start, l’Odroid N2+ : Odroid C4 : https://wiki.odroid.com/start, le Libre « Le Potato » : https://libre.computer/, le Libre « Renegade » : https://libre.computer/, l’Orange Pi 3 LTS : http://www.orangepi.org/, l’Orange Pi 5 : http://www.orangepi.org/, le Rock Pi 4C+ : https://rockpi.org/, le Nano Pi M4B : http://nanopi.io/
Acheter un RPi, ce n’est pas seulement payer le matériel, c’est aussi payer pour l’immense support, les tutoriels et la standardisation. Beaucoup de gens sur HN devraient pouvoir se débrouiller avec les bases de connaissances plus réduites autour des BPi, OPi, ROCK, etc.
Le nouveau kit de développement de Nvidia, le Jetson Orin Nano, n’a étonnamment pas non plus d’encodeur vidéo matériel
À la place, il faut encoder la vidéo sur le CPU, ce qui est très étrange quand on sait que l’encodage vidéo est un cas d’usage courant dans beaucoup d’applications vidéo
Cela dit, avec une bonne configuration, il semble possible d’encoder sur CPU 4 flux 1080p en H.264 à 30 fps : https://www.ridgerun.com/post/jetson-orin-nano-how-to-achiev...
Comment fait OBS, alors ? https://www.nvidia.com/en-us/geforce/guides/broadcasting-gui...
En 2023, ne pas avoir de décodage matériel H.264, c’est un peu aberrant
Même si l’utilisation CPU a baissé aujourd’hui, cela reste de très loin le codec le plus utilisé
Aujourd’hui, tous les services de streaming diffusent en priorité du contenu AV1, VP9 ou HEVC pour économiser de la bande passante[0], et les clients des cinq dernières années — téléphones, GPU, smart TV, boîtiers de streaming, etc. — prennent en charge l’un de ces nouveaux formats. 0 : https://www.etcentric.org/netflix-switching-from-vp9-codec-t...
Si vous n’avez pas besoin du format portable, des GPIO ni de la faible consommation, on peut acheter quelque chose comme un HP Prodesk G3 400 reconditionné pour 60 dollars, avec des performances matérielles bien supérieures
Comme serveur domestique, c’est en fait une meilleure affaire
C’est assez rapide pour faire tourner un LLM 7B à 1–2 tokens par seconde
Prodesk G3 : 24 h * 365 jours * 35 W * 1000 W/kW * 0,30 $/kWh = 91 $. Raspberry Pi 5 : 24 h * 365 jours * 12 W * 1000 W/kW * 0,30 $/kWh = 31 $. Les 12 W du Raspberry Pi 5 sont probablement une surestimation, et les 35 W de la puce Intel une sous-estimation, donc l’écart réel pourrait être encore pire
C’est deux fois plus cher, mais la consommation à la prise est d’environ 4 W à 50 % de charge, bien inférieure aux 30 W de la comparaison, et les performances sont nettement supérieures
Les concurrents directs comme l’Orange Pi 5 basé sur le Rockchip RK3588S sont-ils différents sur ce point ?
Le manque d’options d’encodage/décodage vidéo accéléré matériellement est peut-être simplement courant sur les appareils bas de gamme pour réduire les coûts
Si vous voulez de l’encodage vidéo matériel, regardez ce single-board computer qui utilise un AMD 7840 de dernière génération
Il embarque tous les encodages, y compris H.264, AV1 et HEVC, ainsi qu’un GPU AMD de dernière génération : https://youtu.be/WCRK-Uwb0EA?si=BlxaYkg7Ecq2rALJ